科技创新新型汽车用Al-Mg-Si系铝合金烘烤硬化性能研究.pdf

．莉 料 匝 胃 新型汽车用AI—Mg—Si系 铝合金烘烤硬化性能研究 摘要：研究了某新型铝合金的烘烤硬化性能及断裂韧性，在不同人工时效制度下铝合金力学性 能测定的基础上 ，进行了Kahn撕裂试验及扫描 电镜断口形貌观察。结果表明，对该型号铝材经过 170～185oC、30min人工时效处理后，各项性能优 良，具有非常明显的时效强化性能及较强的断 裂韧性。过度提高人．zB-,j效温度虽然有利于提高该铝合金的8 值 ，但是不利于改善其断裂韧性。 关键词 ：汽车 AI—Mg—Si系铝合金 烘烤硬化性能 研究 中图分类号：U465．22 文献标识码 ：A ■ 大连理工大学汽车工程学院 王安东 盈 亮 申国哲 常 颖 孟召焕 胡 平 3100万能试验机上进行。随后进行烘烤硬化试验 ， 1试验材料和方法 测定AA6016铝合金烘烤硬化值。烘烤处理制度 (其 试验材料为国产新型AI—Mg—Si系冷轧铝合金板 中，预变形为2％或3％)如下。 材 ，厚度0．8mm，供货状态为T4 (固溶淬火+自然 a．人工时效 ：预变形+170oC，30min。 时效 )，试验代号为X一0．8。通过LABCENTER、 b．人zBI,效 ：预变形+185oC，30min。 XR、F一1800扫描型X射线荧光光谱仪测定该型铝材 c．人工时效 ：预变形+200oC，30min。 中各元素质量分数(见表1)。X一0．8属于AA601698合 利用Kahn撕裂方法测试X一0．8铝合金在人Ta1,效 金。试件的人工时效处理过程在高低温试验箱 (规格 处理前后的断裂韧性。Kahn撕裂试验所用试样 的缺 参数 ：最高温度350o(=，精度 ±1oC)中完成。 口尖端 圆弧半径小于0025mm，拉伸方向平行于板 力学性 能测试遵 照GBT 228—2002在WDW 材轧制方向，开裂方向垂直于板材轧制方向，Kahn 2011年第5期 汽 车 工 艺 与 材 料 ATM Il67 ．和 料 匝 用。 撕裂试验的名义拉伸速度为1mm／ mInl。在Kahn撕裂试验试样上截 取断 口进行SEM试验 ，拍摄断 口的 表面形貌 观察断 口特征。试验在 Quanta200环境扫描电镜中进行。 2试验结果与讨论 2．1拉伸力学性能与烘烤硬化性能 分别为33MPa、67MPa、102MPa，增幅分别为 试样经过预变形 (模拟车身覆盖件冲压成形 226％、459％、69．9％。X一08铝合金 的抗拉强 变形 )卸载后 ，放入烘烤箱内进行加温烘烤并保温 度也有大幅度提高，其 中经过200。C，30min时效处 (模拟车身覆盖件烘烤过程 )，再重新加载至屈服状 理后 ，抗拉强度 由T4状态的255N／mm提升到305 态。烘烤前后的屈服强度增量即为烘烤硬化值 ( N／mm，提升幅度达19．6％。 值 )。烘烤硬化值 的大小取决于预变形后的应力值及 图2是预变形量为2％及3％、烘烤时间30min 烘烤后的屈服强度增量。从图1中可以看到，实际的 时 ，烘烤温度对2种X一0．8铝合金烘烤硬化值影响。 烘烤硬化值日 应包括两部分，～部分由于进行预变 由图2可以看出，在2种不 同的预变形程度下，吕 形，原始板材产生了加工硬化值 ，力学性能得到 值随烘烤温度